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羊虱对吡虫啉和狄氏剂的耐药性发展速度不同，吡虫啉耐药性在4轮选择后显现并持续上升至10倍，而狄氏剂耐药性在13轮后出现并达3.5倍。两药选择均产生交叉耐药性，分别为3.1倍和4.8倍。研究揭示了不同化学类别的耐药动力学差异及机制共性，为制定合理轮换策略提供依据。

　　

安德鲁·C·科茨（Andrew C. Kotze）| 尼尔·H·巴格纳尔（Neil H. Bagnall）| 安吉拉·P·拉费尔（Angela P. Ruffell）| 尼古拉斯·M·罗尔斯（Nicholas M. Rolls）

CSIRO农业与食品部门，圣卢西亚，布里斯班，昆士兰州4067，澳大利亚

摘要

本研究旨在探讨绵羊绿头蝇（Lucilia cuprina）对嘧啶类化合物二环嗪（dicyclanil）和新烟碱类杀虫剂吡虫啉（imidacloprid）的抗性发展情况。我们对一个易感菌株施加了实验室模拟的杀虫剂选择压力，并测量了其对现有所有杀虫剂产生的抗性模式。这两种化合物的抗性出现动态存在显著差异：吡虫啉的抗性在经过4轮选择后开始出现，随后在第9轮时增强至近10倍，并在实验结束前的15轮中保持相对稳定；而二环嗪的抗性则直到第13轮选择时才出现，第15轮时增强至约3.5倍。这种吡虫啉抗性的快速发展与过去25年来野外种群中的观察结果一致。经过吡虫啉选择的菌株也对二环嗪产生了抗性（3.1倍），同样，经过二环嗪选择的菌株也对吡虫啉产生了抗性（4.8倍）。这种二环嗪选择菌株对吡虫啉的抗性水平（4.8倍）略高于其对二环嗪本身的抗性水平（3.5倍）。本研究揭示了绵羊绿头蝇对不同化合物抗性发展的动态，并描述了交叉抗性模式，这对制定杀虫剂轮换策略具有重要意义。通过展示单种化学物质暴露后对两类化合物的抗性出现情况，本研究强调了在设计寄生虫控制策略时需要考虑可能跨越多种杀虫剂类别的抗性机制。

引言

绵羊绿头蝇侵袭是世界各地养羊业面临的重要经济和福利问题。在澳大利亚，大多数病例由Lucilia cuprina引起（Kotze和James 2022年）。控制蝇侵袭主要依靠杀虫剂，这些杀虫剂通常在预计的蝇类活动之前预防性地施用于绵羊。然而，这种寄生虫已经显示出对有机磷类（如敌敌畏）、苯甲酰苯脲类（如氟氯氰菊酯）和三嗪类（如氰嘧菌胺）杀虫剂的抗性（Sandeman等人，2014年），最近的报告还表明它对另外两类杀虫剂也产生了抗性：即嘧啶类化合物二环嗪和新烟碱类吡虫啉（Sales等人，2020年；Kotze等人，2022年；Kotze等人，2024a年）。对于澳大利亚的养羊业而言，二环嗪的抗性尤为令人担忧，因为它是目前使用最广泛的蝇侵袭控制杀虫剂（Colvin等人，2022b年），其主要原因是它能够提供更长的保护期（长达29周），而其他现有杀虫剂的保护期仅为14周（https://www.wool.com/globalassets/wool/on-farm-research/flystrike/flystrike-prevention-treatment-chemical-guide-v4.pdf，访问日期：2024年12月1日）。

澳大利亚当前的养羊业指南建议在实际可行的情况下轮换使用蝇侵袭控制杀虫剂，以延缓野外种群中抗性的发展速度（https://www.wool.com/on-farm-research/flystrike-chemicals/，访问日期：2024年12月1日）。杀虫剂轮换包括五种药物：二环嗪和氰嘧菌胺（由于结构相似性存在已知交叉抗性，Madoc等人，2005年）、吡虫啉、氯氰菊酯、斯皮诺沙德（spinosad）和伊维菌素。如上所述，最近的报告指出野外采集的绿头蝇菌株对二环嗪和吡虫啉均产生了抗性。体外实验表明，这两种杀虫剂的抗性与细胞色素P450酶有关（Kotze等人，2022年；Kotze等人，2024a年；Kotze等人，2024b年），这表明这两种化合物的抗性可能是由共同机制引起的交叉抗性。实验室研究进一步证实了这种交叉抗性的存在，即对其中任何一种杀虫剂的选择压力都会导致对两种化合物的抗性同时增强（Kotze等人，2024b年）。

上述杀虫剂选择研究使用的绿头蝇菌株是从野外采集的，这些菌株在实验开始时已经对这两种杀虫剂表现出显著的抗性（Kotze等人，2024b年）。因此，该研究代表了抗性在野外种群中形成后的进一步发展过程。本研究通过用二环嗪和吡虫啉对易感菌株施加选择压力，进一步探讨了抗性的初始阶段，从而考察了这两种杀虫剂抗性出现的动态以及单一化学物质选择后产生的交叉抗性模式。

化学物质

二环嗪、吡虫啉、斯皮诺沙德和伊维菌素购自Sigma-Aldrich公司；氰嘧菌胺购自Chem Service公司。所有化学物质均以10 mg/mL的浓度配制在乙醇中，并储存在-20°C条件下。随后通过乙醇系列稀释制备了多种溶液。

用于生物测定实验的幼虫营养培养基包含绵羊血清（Life Technologies）、80 mg/L酵母提取物（Millipore）、35 mM KH2PO4、250 μM青霉素（Life Technologies）和250 μg/mL链霉素。

结果

表1描述了使用二环嗪或吡虫啉对LS菌株施加选择压力的过程。二环嗪选择菌株经历了25代的选择压力，吡虫啉选择菌株经历了26代的选择压力。在此期间，二环嗪的选择剂量从0.0625 μg增加到0.36 μg，吡虫啉的选择剂量从1.25 μg增加到20 μg。

讨论

本研究通过对易感菌株施加实验室模拟的杀虫剂选择压力，探讨了对两种杀虫剂抗性的出现情况。结果表明，这两种化合物的抗性发展速度不同，并且在单一化学物质选择后不同化学类别之间出现了交叉抗性模式。

无论是使用二环嗪还是吡虫啉进行选择，都导致了抗性的产生。

利益冲突声明

其中一位作者（NR）是Elanco Australasia Pty Limited的在职员工，该公司为本研究提供了资金支持。其他所有作者均声明没有利益冲突。

作者贡献声明

安德鲁·C·科茨（Andrew C. Kotze）：概念提出、数据分析、资金获取、研究实施、方法设计、项目监督、初稿撰写。 安吉拉·P·拉费尔（Angela P. Ruffell）：研究实施。 尼尔·H·巴格纳尔（Neil H. Bagnall）：研究实施、撰写——审阅与编辑。 尼古拉斯·M·罗尔斯（Nicholas M. Rolls）：概念提出、资金获取、撰写——审阅与编辑。

利益冲突

其中一位作者（NR）是Elanco Australasia Pty Limited的在职员工，该公司为本研究提供了资金支持。其他所有作者均声明没有利益冲突。

致谢

本研究的资金由Elanco Australasia和CSIRO提供。